现代建筑的消防科学及理念对如何实现全面消防安全阐述

2016中国消防安全产业大会(CFIC2016)网络直播    消防十大品牌和杰出领袖颁奖现场直击 2016年9月26日至27日，中国建筑科学研究院顾问副总工、中国消防协会副会长李引擎，中国阻燃学会秘书长周政懋，中国建筑设计院有限公司副院长、总工、中国建筑学会建筑给水排水研究分会理事长赵锂，国际消防协会联盟亚洲分会主席Rob Llewellyn，民政部紧急救援促进中心副总干事吴开平，中国安全产业协会理事长肖健康，中国电子商务协会秘书长卢建新，河南省新密市人民政府副市长齐智慧，慧聪消防网总经理王军以及来自各专业协会学会、学术界、设计院、企业、工程商、用户单位的领导人与高级别代表近千人共聚CFIC2016。在CFIC2016“产业•信息•互联”的主题下，与会代表围绕消防创新技术、社会公益和产业发展问题展开讨论。

UL消防产业亚太区项目经理Jack Lee在CFIC2016主讲

UL消防产业亚太区项目经理Jack Lee在CFIC2016主讲    

    UL消防产业亚太区项目经理Jack Lee在CFIC2016主讲中以《现代建筑的消防科学以及理念——全面消防安全》作为主题，详细讲解了国际消防安全规范的关联性、及UL针对现代火灾科学所进行的相关研究，并探讨其所造成的影响、以及如何实现有效的建筑消防保护。

以下是CFIC2016现场Jack Lee主讲实录：

    各位早安！很荣幸今天可以在此代表UL与大家分享现代建筑的消防科学及理念。今天的演讲会在消防科学和国际相关法规基础上探讨现代建筑的消防安全以及如何有效的达成更全面消防管理机制。

    在我们开始进入主题前先探讨一下，为什么需要对建筑物进行消防保护。从下图可以看到未来的高层建筑物的开发趋势。

Jack Lee PPT原稿 

    正如中国建筑学会建筑给水排水研究分会越锂理事长所提到”中国的发展速度非常快”，未来世界前五个最高建筑物可能就有三个在中国。透过这一张图示，我们可以了解到在建筑物持续变高的同时，另一个共同的特点是复合型的应用，在面对现在社会的需求下，一栋建筑不再单单是办公、酒店，同时也可能结合着商场及游乐设施等，就像上海中心里搭配了复合艺术展示多功能使用。显而易见，这也将会导致消防保护复杂性的增加。

    互联网上给我们的信息是当今的设计师是依照多样化的理念来进行建筑的设计。以下图所标示出的十大现代设计理念里，就有八点(红色的地方)可能会对消防安全带来影响。在此，我简单介绍其中所造成的影响。

Jack  Lee PPT原文

    首先是科技的创新，从旧有的砖墙建筑，到1889年钢铁建筑，如法国巴黎铁塔324米。再到当今复合型的建筑，如上海中心632米以及迪拜的Burj Khhalifa828米，设计理念一直在变更。科技的创新，复杂技术的增加，都会影响消防发展。

    再来现在的建筑倾向于打破常规，比如北京中央电视台，不再是传统垂直的建筑，它独特的结构给消防安全、逃生安全，带来同样的难题。

    还有绿化环境。因为地球变暖，设计师喜欢做绿色建筑，喜欢在建筑周围种满花草，这种环保意识当然是非常好，但是在消防上，因为树木是可燃性物质，为消防救援造成一定的干扰。

    最后是新旧建筑的结合，设计师喜欢在原本旧的建筑上加建从而变成高楼大厦。但考虑到低层建筑跟高层建筑消防保护的标准完全不一样，这样也带来风险。如何完成合符标准的消防保护，是我们面临的最大挑战。

    以上为针对现代设计理念的几点介绍。

    回到今天主题，国际消防安全法规的关联性；我还将介绍国际上各种消防法规，再与国标相对应；推出UL的研发课题如何影响了当代消防的最新标准；它所带来的结果是怎样建立全面有效的消防安全保护。

Jack  Lee PPT原文 

    在每个国家与地区，它的法规都有一个等级上的介入，从建筑规范开始，国际上常用的International Fire Code(IFC)、International Building Code(IBC)，或是大众比较熟悉的美国消防协会(NFPA)的消防法(NFPA1)、建筑安全法(NPFA5000)。而其中的关联性：不管是国际或者是NFPA的法规，在消防子系统的领域上，包括了几个有指标性的规范，例如生命安全/避难逃生系统、灭火系统包括水、泡沫、化学系统或是火灾报警系统。都会再次的参考到NFPA法规的要求，如NFPA1,NFPA13,NFPA72等。

    在介绍完系统层面的规范后,下一阶级所涉及的产品标准规范也就是我们常看到的产品性能、安全认证，欧洲的CE、美国的UL，国内的GB，3C认证等，这些只是作为一个参考。 

国际消防安全法规的等级制度

    通过研究与标准的开发促进了行业的安全，UL在消防安全领域制定了数百个标准，其中，如一些大家已经熟知的防火阻燃性能标准有UL263、UL1709，而避难逃生硬件也有相应的标准，如UL10C、UL555等。

    针对消防相关议题，UL持续与产业各协会合作，以确保可以更深入地了解现代火灾所带来的影响以及后续应对的措施。

UL针对传统建筑房间和现代建筑房间发生火灾时的对比

    以上这个影片是UL针对传统建筑房间和现代建筑房间发生火灾时的对比，两个房间的格局基本一样，唯一不同的是家具材料的选用。传统建筑房间的家具材料多数为实木，而现代建筑房间多数使用合成材料

    两个房间同时点燃，在30秒之后，在传统旧建筑中间位置开始看到明火，这种算是比较高能量的火焰。而在右边现代建筑房间可以看到黑烟的产生，没有明火，这属于低能量燃烧。传统建筑虽然比较早看到火焰，但是在一分钟后，现代建筑房子的火开始极快速地蔓延，同时附带着大量高毒性的黑烟及火焰。

    结论就是，在火焰开始后的三分钟，现代建筑就已经呈现闪燃的现象，而相对旧的传统建筑物闪燃时间可能需要30分钟。透过这样的研究，我们可以了解到现代建筑跟传统建筑的不同，在火灾的情况下，除非增加阻燃材料，否则逃生避难时间被大量的减短了。

    随着这些指标性的研究結果，也使业界发觉以往设备针对现代火灾的不足性，其中会碰到的几个例子。第一个例子，传统烟雾探测技术需要更灵敏以及更有效率，确保以最快速度探测火灾的同时，不会有误报的发生。例如影像烟雾探测器，这是一个比较新的技术。好处是可以在比较宽阔的空间，直接用影像做火灾报警探测。当然新科技就会有新的问题——稳定性。

    第二个的例子是建筑物的防火结构，探讨最近几年世界建筑物室内隔火结构的很多例子中，发现各个国家与地区的法规基本已很完善。但随着新建筑技术的开发导致了另个一种现象：火不再是从内部向其他楼层扩散，反而是透过外墙部分扩散。比如，在美国拉斯维加斯一个饭店所发生的火灾，就是火是透过窗户向整个上面的楼层扩散。

美国拉斯维加斯一个饭店所发生的火灾

    而第三个例子是系统整合。在所有产品持续开发和创新的阶段，由于使用了越来越多新技术、新科技，如何有效把所有系统整合起来，是大家常常面临的难题。

    针对现代与传统火灾对比的研究，UL又做了一个后续更深入的研究：如何让科学研究影响到我们现在的生活。

    我们发现在火灾中，传统的建筑属于高能量的氧化燃烧，新的建筑则属于低能量的焖烧过程。通过分析烟雾的特性，发现因为建筑常大量使用合成材料，如聚氨酯。所以导致火灾里烟雾的颗粒完全不一样，UL对现代使用的材料做了大量测试，最后发现聚氨酯这种材料最具代表性。原因是聚氨酯燃烧过后颗粒最小难以探测，但同时因其特性会跟其他烟雾沾粘在一起，导致它的体积快速膨胀，这样就造成人们疏散时间大大缩短。

    因此，业界需要研发出更新更灵敏的烟雾传感技术来确保足够的逃生时间。

    第二个介绍的研究里发现，有些火灾是透过外墙扩散。据了解迪拜去年发生火灾中已有很多外墙扩散的案例。下图是去年发生火灾的住宅，可以看到火灾垂直延伸，右边的图可以看到火是向其他楼层延伸，而左上方的则是从外墙扩散的。火灾扩散的方式，包括透过内部的墙扩散，也还可能借由外墙的内部组织扩散。内部组织含有的绝缘、隔音、防潮、隔水等材料，都是具有高易燃性的，火灾的辐射热能虽然没有使外墙表面着火，但中间层、外层的着火也会导致扩散到其他楼层。因此让阻燃技术回归到如何有效地把所有的结构整合起来是非常重要的一个话题。

火灾垂直延伸   

    接下来跟大家分享最后一个议题：如何实现有效的建筑消防保护。

    关于产品认证方面相信大家对UL已有所熟悉，自1894年涉足消防业务以来，UL领导着消防、安防产品的测试、认证和研究，是全球少有的几家拥有标准制订能力的认证机构，公开发行数以百计的消防、安防标准和产品目录。要使建筑消防保护有效运行，产品的安全性能是最基本的，而产品个体在整体系统整合中是否具有兼容性也是必须考虑到的，此外，对建筑物整体消防系统还需要有一套完善的风险评估。了解建筑物需要保护的等级，正确安装以及完工后进行整体性的检测，同时，适当的保养、维修，确保它可以持续营运以及有效的监控。

    一）关于消防系统整合方面，众所周知消防系统大概可以分为被动防火以及主动防护两大类。被动防火包含安装、设备的应用、系统总体性能的测试、信号管理，适当的保养以及维修，相关纪录的保持等等元素。而主动防火的部分，防火窗、门、墙体这样的结构，从整合性来说能完全达到防火阻燃作用。

    二）中央监测是未来市场新趋势，其中含安故障安全保护、系统总体性能的测试、信号管理及其保护功能。各大厂商都希望在消防监控、安防或者是物业管理的管控上大展拳脚。而故障安全保护，当火灾发生时如果某一个系统失效，是否有相对应的配套系统作替补显得非常重要。

    三）而信号的保护，信号的功能，安装及再操作。在这方面可能是系统软件的自动化，中央监测涉及到很多不同方面，包括消防安防及营运管理，而消防关系到生命安全，所以信号必须是迅速的、及时的，而且必须是由自动化管理。

    四）关于建筑施工时间轴对应的问题，建筑施工大致上必须经过的四大阶段，包括规划、设计、施工、设施营运及保养。而设施营运之前需要进行设计、设计图的审查，消防安全检测以确保建筑物整体性能符合安全的要求。也要提出的是，在规划与设计阶段，要进行整改的成本最低，若是在施工后才进行整改，成本只会非常高昂。在我们协助客户检验整体消防系统时经常会遇到这样的情况，在施工后工程整体验收前发现问题再进行整改，这其中的成本损失实际上会非常高，甚至到不可预测的地步。

    最后，与大家分享几个世界上比较著名的几个火灾案例：

    第一个例子，2015年底，迪拜烟火活动导致旁边一栋在建建筑物发生火灾，火灾的燃烧是由于烟火的火焰透过外墙蔓延至整个建筑物。这个事件虽然没有很多人员伤亡，但该栋建筑至今还是停滞状态。

    第二个例子，菲律宾工厂失火事件，该事件造成72个人的死亡，原因是整体防火系统失效所造成的。

    第三个例子，台湾的“小巨蛋”，它在设计阶段由于台湾针对大型场所的消防安全法规还没有很完善，所以在“小巨蛋”设计阶段没有溶入国际上应有的逃生避难方面的设计，而后期运营商也不愿意在消防安全方面花钱整改，导致最近重新翻修、重建，这造成了巨大的投资损失。

    第四个例子，由于场所营业性质的改变造成的人员伤亡事件：2002年巴西夜店有242人的死亡。同样类似的例子也经常发生在其他国家，如2003年美国一娱乐场所，室内先起火，人员在逃生当中，由于通道出口不够大，导致人员逃生不及时困在里面而造成踩踏，造成大量人员伤亡。还有就是2015年罗马尼亚事件造成64人死亡的部分。

    怎样做好系统安全？大家了解到现在社会一直在变，越变越复杂，并且都相互影响，所以我们相关的保护也要与时俱进。

    法规，不能只依靠科学的评估，法规的核心是最基本的行为规范。在很多的地方，法规在各个国家与地区都是一样的情况。法规的完善需要重大事件的发生而进行进一步的修补。我们可以通过其他地方所发生的不同事件中的经验进行学习研究，从而提升消防安全。

    每一个建筑物都有它的特色，由于场所类别的构造不同，都有其独特性，这方面没有完全正确的答案。但是可行的是通过特别的风险评估分析，对不同建筑物要进行不同的消防设施保护管理以及规划，这样才能有效地提供消防安全保护。

    我今天的演讲就到这里，谢谢大家！！